2016 Fiscal Year Annual Research Report
Multidimensional evaluation of heat conduction in carbon materials by using nanoscale thermal experiments
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26289047
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
高橋 厚史 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10243924)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮脇 仁 九州大学, 先導物質化学研究所, 准教授 (40505434)
生田 竜也 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), その他 (70532331)
西山 貴史 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (80363381)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ナノマイクロ熱工学 / 熱伝導率 / 集束イオンビーム / ナノ材料 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は最終年度であることから、改めて当初の目的すなわちナノスケールでの「温度分布計測」と「構造変化付与」をカーボン系ナノ材料を対象として実施した。「温度分布計測」としては、多層カーボンナノチューブ（MWNT）の1本の試料に通電加熱を行いながらインジウムナノ粒子の相変化を用いてTEM内で温度分布を計測した。特に、その全長10ミクロンの試料の端から1ミクロン長さ150nmの部分だけを集束イオンビーム(FIB)の照射によってアモルファス化したものの温度分布計測に成功し、予想以上に周囲へ広がるFIBおよびTEMの電子ビームの影響を含めた熱伝導性能を調べることができた。「構造変化付与」としては、T字型センサーに懸架した長さ1.5-2.0ミクロン、幅1-2ミクロンの単層グラフェンの一部に直径20nm程度の孔を低エネルギー状態のFIB照射によって意図的に設へることに成功し、その孔は電子線誘起堆積法によってアモルファスカーボンを堆積させると10nm程度にまで縮むこともわかった。そのようなナノホールを1個付与しただけで欠陥の無い単層グラフェン試料と比較して熱伝導率が半分程度にまで低下することも明らかにした。さらに、ナノホールよりもさらに熱コンダクタンスが低下するために計測が困難となるフッ化単層グラフェンの計測にも成功した。そこでは1次元熱伝導の仮定を置かずに、センサー全体の熱伝導を数値計算によって厳密に解析することで熱計測を初めて可能にしたという点で重要な成果と考えている。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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